CN114995077A - 一种euv光刻机和duv光刻机间图形位置对准方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，属于光刻机技术领域，具体包括：制作具有第一量测图形的EUV光掩模和具有第二量测图形的DUV光掩模；量测第一量测图形和第二量测图形的位置，计算两者的位置偏差值A；利用EUV光刻机通过制作的EUV光掩模对晶圆进行第一层曝光；利用DUV光刻机通过制作的DUV光掩模对晶圆进行第二层曝光；量测第一层的图形与第二层的图形的位置偏差值B；根据位置偏差值A和位置偏差值B计算光掩模的位置修正值C；将位置修正值C利用光掩模光刻机的GMC功能补偿到EUV光掩模或DUV光掩模。通过本申请的处理方案，提高了芯片的良率。
Description
技术领域
本申请涉及光刻机技术领域，尤其涉及一种EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法。
背景技术
芯片制造过程中，层与层间图形位置的对准是影响芯片品质及良率的重要因素，对准不好会影响电性，甚至使上下层电路不通，导致产出良率下降。
5纳米芯片制程已在部分关键的层别使用EUV光刻技术，在其他层别仍使用DUV光刻技术，因为两种光刻技术在光学系统上的差异，会使得即使经过位置对准修正后，仍然有一残余偏差，如能将此残余偏差降低，对于芯片良率的改善有很大的帮助。
EUV和DUV光刻机自身都具备图形位置对准修正的功能，光刻机在开始曝光前会先量测晶圆上的校准图案的位置，计算其偏差量后，以高阶多项式模拟得出校正系数，再将此校正系数回馈到光学系统来修正光刻图案的位置。此方法对于线性偏差如位移、放大倍率和旋转等因子有较佳的修正效果，但是对于非线性的偏差如扭曲和凸起等因子无法完全修正，会存在一个修正残值。
EUV和DUV光刻机两种光学系统间的图形位置的偏差包含线性和非线性偏差，经过图形位置对准修正后,由两种光刻机所曝的前后层仍然会有1～5nm的偏差残值。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，至少部分解决现有技术中存在的EUV和DUV光刻机两种光学系统间的图形位置对准修正后仍存在偏差残值的问题。
本申请实施例提供一种EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，所述方法包括：
制作具有第一量测图形的EUV光掩模和具有第二量测图形的DUV光掩模；
量测所述第一量测图形和所述第二量测图形的位置，计算两者的位置偏差值A；
利用EUV光刻机通过制作的EUV光掩模对晶圆进行第一层曝光；
利用DUV光刻机通过制作的DUV光掩模对所述晶圆进行第二层曝光；
量测所述第一层的图形与所述第二层的图形的位置偏差值B；
根据所述位置偏差值A和所述位置偏差值B计算光掩模的位置修正值C；
将所述位置修正值C利用光掩模光刻机的GMC功能补偿到EUV光掩模或DUV光掩模。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述第一量测图形和所述第二量测图形的中心点重合。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述第一量测图形和所述第二量测图形不重叠。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述第一量测图形和所述第二量测图形均设置为多个，且各第一量测图形与各所述第二量测图形的位置相对设置。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述第一量测图形和所述第二量测图形在光掩模上均设置为均匀排布的阵列形式，所述阵列范围大于光刻机扫描范围。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述位置修正值C的计算公式为：
C＝N*B-A，
式中，N为光掩模图形到晶圆图形的微缩倍数。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述第一量测图形/第二量测图形的尺寸小于等于20μm，所述第一量测图形/第二量测图形的线宽范围为0.5μm-3μm。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述制作具有第一量测图形的EUV光掩模的步骤包括：
绘制第一量测图形；
根据所述第一量测图形利用光刻机对EUV光掩模基板曝光；
曝光后进行烘烤/显影；
进行硬掩膜层的刻蚀；
去除光刻胶，进行钌层、多层钼/硅层的刻蚀；
移除所述硬掩膜层。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述制作具有第二量测图形的DUV光掩模的步骤包括：
绘制第二量测图形；
根据所述第二量测图形利用光刻机对DUV光掩模基板曝光；
曝光后进行烘烤/显影；
进行铬层的刻蚀；
去除光刻胶，进行硅化钼层的刻蚀；
移除所述铬层。
有益效果
本申请实施例中的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，利用光掩模来补偿EUV和DUV两种光刻机间图形位置偏差残值，使其有更佳的图形位置对准，可有效提升芯片的品质和良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为根据本发明一实施例的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法流程图；
图2为根据本发明一实施例的位置偏差值A的计算示意图；
图3为根据本发明一实施例的位置偏差值B的计算示意图；
图4为根据本发明一实施例的EUV光掩模基板的结构示意图；
图5为根据本发明一实施例的DUV光掩模基板的结构示意图。
图中：1、光刻胶层；2、硬掩膜层；3、钌层；4、多层钼/硅层；5、低热膨胀材料基底层；6、铬层；7、硅化钼层；8、石英层。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本申请实施例提供了一种EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，下面参照图1至图5进行详细描述。
本实施例中的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，参照图1，具体包括：
步骤1、制作具有第一量测图形的EUV光掩模和具有第二量测图形的DUV光掩模。在本步骤中，EUV光掩模需要使用EUV光掩模基板，EUV光掩模基板的结构参照图4所示，从上到下包括的膜层为：光刻胶层1、硬掩膜层2、钌层3、多层钼/硅层4以及低热膨胀材料基底层5；DUV光掩模使用的DUV光掩模基板一般为衰减式相位移掩模基板，其结构参照图5，从上到下的膜层分别为：光刻胶层1、铬层6、硅化钼层7和石英层8。
具体的，制作具有第一量测图形的EUV光掩模的步骤包括：
步骤111、绘制第一量测图形；
步骤112、根据第一量测图形利用光刻机对EUV光掩模曝光；
步骤113、曝光后进行烘烤/显影；
步骤114、进行硬掩膜层2的刻蚀；
步骤115、去除光刻胶层1，进行钌层3、多层钼/硅层4的刻蚀；
步骤116、移除硬掩膜层2。
具体的，制作具有第二量测图形的DUV光掩模的步骤包括：
步骤121、绘制第二量测图形；
步骤122、根据第二量测图形利用光刻机对DUV光掩模曝光；
步骤123、曝光后进行烘烤/显影；
步骤124、进行铬层6的刻蚀；
步骤125、去除光刻胶层1，进行硅化钼层7的刻蚀；
步骤126、移除铬层6。
步骤2、量测第一量测图形和第二量测图形的位置，计算两者的位置偏差值A。
具体的，参照图2，图中黑色格点表示理想位置，用箭头表该点偏差的大小和方向，点划线的箭头表示EUV光掩模上点偏差的大小和方向，虚线箭头表示DUV光掩模上点偏差的大小和方向，实线箭头表示两个光掩模上点的位置偏差值A。
步骤3、利用EUV光刻机通过制作的EUV光掩模对晶圆进行第一层曝光，即在第一层上制备了第一量测图形。
步骤4、利用DUV光刻机通过制作的DUV光掩模对晶圆进行第二层曝光，在第二层上制备了第二量测图形，此时第一层和第二层为前后层关系，为了计算位置偏差，第一量测图形和第二量测图形的中心点重合，才能确认其图形套准，进一步的，第一量测图形和第二量测图形不重叠。
对于量测图形的形状在本申请中并不做特别限定，为了量测方便，例如，可以是简单的十字形、正方形、长方形、方框形等等。由于光掩模量测设备的测量范围和解析度限制，第一量测图形/第二量测图形的尺寸小于等于20μm，第一量测图形/第二量测图形的线宽范围为0.5μm-3μm。
为了提高修正的准确率，第一量测图形和第二量测图形均设置为多个，且各第一量测图形与各第二量测图形的位置相对设置。
进一步的，第一量测图形和第二量测图形在光掩模上均设置为均匀排布的阵列形式，阵列范围大于光刻机扫描范围10.4cm×13.2cm。
步骤5、量测第一层的图形与第二层的图形的位置偏差值B。
具体的，参照图3，本实施例中，以第一量测图形设置为尺寸较小的正方形方框，第二量测图形设置为尺寸较大的正方形方框为例，图中以一点为例，该点的横坐标偏差记为x偏差，纵坐标偏差记为y偏差，x偏差＝(x1-x2)/2，y偏差＝(y1-y2)/2，x偏差和y偏差即可表示该点的位置偏差值B。
步骤6、根据位置偏差值A和位置偏差值B计算光掩模的位置修正值C。在本步骤中，位置修正值C的具体计算公式为：
C＝N*B-A，
式中，N为光掩模图形到晶圆图形的微缩倍数。
步骤7、将位置修正值C利用光掩模光刻机的GMC(Grid matching correction，网格匹配修正)功能补偿到EUV光掩模或DUV光掩模。
对于GMC功能，此处进行简单描述，对于步骤6中计算得出的位置修正值C即为每个点的位置修正值，此处将C表示为C(Δxij，Δyij)，Δxij为某一点的x方向偏差，Δyij为某一点的y方向偏差，因此，对于每个点的位置偏差值的计算公式如下：
Δxij＝a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2+a6x3+a7x2y+a8xy2+a9y3
Δyij＝b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2+b6x3+b7x2y+b8xy2+b9y3，
式中，x和y分别为某一点的理想坐标值，a0-a9和b0-b9为修正系数，对于每个点，x、y、Δxij和Δyij均为已知，因此，将多个点的值代入到如上的计算公式中，即可得到修正系数a0-a9和b0-b9的值，通过修正系数a0-a9和b0-b9即可进行EUV光掩模或DUV光掩模的补偿，从而完成位置修正。
本发明提供的实施例，通过将EUV和DUV光刻机的图形位置对准偏差的残值用光掩模来补偿，提升了芯片的品质和良率。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述方法包括：
制作具有第一量测图形的EUV光掩模和具有第二量测图形的DUV光掩模；
量测所述第一量测图形和所述第二量测图形的位置，计算两者的位置偏差值A；
利用EUV光刻机通过制作的EUV光掩模对晶圆进行第一层曝光；
利用DUV光刻机通过制作的DUV光掩模对所述晶圆进行第二层曝光；
量测所述第一层的图形与所述第二层的图形的位置偏差值B；
根据所述位置偏差值A和所述位置偏差值B计算光掩模的位置修正值C；
将所述位置修正值C利用光掩模光刻机的GMC功能补偿到EUV光掩模或DUV光掩模。
2.根据权利要求1所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述第一量测图形和所述第二量测图形的中心点重合。
3.根据权利要求2所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述第一量测图形和所述第二量测图形不重叠。
4.根据权利要求1所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述第一量测图形和所述第二量测图形均设置为多个，且各第一量测图形与各所述第二量测图形的位置相对设置。
5.根据权利要求4所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述第一量测图形和所述第二量测图形在光掩模上均设置为均匀排布的阵列形式，所述阵列范围大于光刻机扫描范围。
6.根据权利要求1所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述位置修正值C的计算公式为：
C＝N*B-A，
式中，N为光掩模图形到晶圆图形的微缩倍数。
7.根据权利要求1-6任一项所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述第一量测图形/第二量测图形的尺寸小于等于20μm，所述第一量测图形/第二量测图形的线宽范围为0.5μm-3μm。
8.根据权利要求1所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述制作具有第一量测图形的EUV光掩模的步骤包括：
绘制第一量测图形；
根据所述第一量测图形利用光刻机对EUV光掩模基板曝光；
曝光后进行烘烤/显影；
进行硬掩膜层的刻蚀；
去除光刻胶，进行钌层、多层钼/硅层的刻蚀；
移除所述硬掩膜层。
9.根据权利要求1所述的EUV光刻机和DUV光刻机间图形位置对准方法，其特征在于，所述制作具有第二量测图形的DUV光掩模的步骤包括：
绘制第二量测图形；
根据所述第二量测图形利用光刻机对DUV光掩模基板曝光；
曝光后进行烘烤/显影；
进行铬层的刻蚀；
去除光刻胶，进行硅化钼层的刻蚀；
移除所述铬层。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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